Tìm hiểu khung dữ liệu từ mạng WSN (Wirless Sensor Network), ứng dụng trên máy tính và Website

Download miễn phí Đồ án Tìm hiểu khung dữ liệu từ mạng WSN (Wirless Sensor Network), ứng dụng trên máy tính và Website





MỤC LỤC

 

Trang

 

TÓM TẮT 3

Chương 1: Giới thiệu về mạng WSN, vi điều khiển CC1010 và mô hình triển khai của mạng WSN. 5

1.1. Tổng quan về mạng cảm nhận không dây WSN 5

1.1.1. Giới thiệu 5

1.1.2. Những khó khăn trong vấn đề chọn đường và thiết kế trong mạng WSN 5

1.2. Giới thiệu về vi điều khiển CC1010 ứng dụng làm nút mạng WSN 6

1.2.1. Đặc điểm chính 6

1.2.2. Sơ đồ chân tín hiệu 7

1.3. Mô hình triển khai của mạng WSN 8

1.4. Kết luận 8

Chương 2 : Tìm hiểu khung dữ liệu của mạng WSN và phần mềm nhúng trên nút mạng WSN. 9

2.1. Tìm hiểu khung dữ liệu của mạng WSN 9

2.2. Phần mềm nhúng trên nút mạng WSN 11

2.3. Đánh giá thực tế. 12

Chương 3: Viết chương trình thu nhận dữ liệu từ nút mạng WSN truyền về PC, lưu trữ thành tệp tin và thực hiện quảng bá tự động. 14

3.1. Thu nhận dữ liệu từ nút mạng WSN truyền về PC và thực 14

hiện lưu trữ thành tệp tin 14

3.1.1. Giới thiệu về ngôn ngữ Visual Basic 6.0 15

3.1.2. Lập trình giao tiếp qua cổng COM bằng VB 15

3.1.2.1. Điều khiển Microsoft Comm Control 6.0 15

3.1.2.2. Thiết lập tham số 16

3.1.2.3. Nhận dữ liệu 16

3.1.2.4. Xuất dữ liệu 18

3.1.2.5. Thuộc tính khác 18

3.1.2.6. Sự kiện On_Comm() 20

3.1.3. Làm thế nào để thu nhận dữ liệu từ cổng COM và lưu trữ kết quả thành tập tin trên máy tính 22

3.2. Thực hiện việc tự động quảng bá tập tin trên mạng 25

3.2.1. Giới thiệu 25

3.2.2. Lựa chọn ngôn ngữ Visual Basic 6.0. 26

3.3 - Kết luận. 29

Chương 4: Tự động quảng bá nội dung tập tin kết quả thu được từ mạng WSN hiển thị trên Website. 30

4.1. Giới thiệu về công nghệ Website 30

4.2. Triển khai ứng dụng trên Website cho hệ thống mạng WSN 30

4.2.1. Lựa chọn ngôn ngữ PHP 30

4.2.2. Xây dựng chương trình 31

KẾT LUẬN 33

TÀI LIỆU THAM KHẢO 35

 

 





Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.

Ket-noi - Kho tài liệu miễn phí lớn nhất của bạn


Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ket-noi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:


010 ( ứng dụng xây dựng nút mạng WSN ) và mô hình triển khai của mạng WSN, chương này sẽ giới thiệu một cách tổng quát về mạng cảm nhận không dây ứng dụng thu thập dữ liệu môi trường sử dụng vi điều khiển CC1010 của hãng CHIPCON và mô hình triển khai mạng WSN.
Chương 2:Tìm hiểu khung dữ liệu của mạng WSN và phần mềm nhúng trên nút WSN, chương này sẽ đi tìm hiểu về khung dữ liệu của WSN và phần mềm nhúng trên nút mạng WSN.
Chương 3: Viết chương trình thu nhận dữ liệu từ nút mạng WSN truyền về PC, lưu trữ thành tệp tin và thực hiện quảng bá tự động, chương này nói về vấn đề thu nhận và lưu trữ dữ liệu thành tệp trên PC và thực hiện tự động quảng bá dữ liệu.
Chương 4: Tự động quảng bá nội dung tập tin kết quả của mạng WSN lên nội dung Website, mục đích của chương này là nói về tầm quan trọng của việc tự động quảng bá và làm thế nào để quảng bá nội dung tập tin kết quả lên Website.
Phần kết luận tổng kết những công việc đã thực hiện và những kết quả nghiên cứu thực nghiệm đã đạt được, đồng thời cũng đề cập đến công việc và hướng nghiên cứu trong tương lai.
Chương 1: Giới thiệu về mạng WSN, vi điều khiển CC1010 và mô hình triển khai của mạng WSN.
1.1. Tổng quan về mạng cảm nhận không dây WSN
1.1.1. Giới thiệu
Có lẽ khái niệm mạng cảm nhận không dây còn hơi lạ với chúng ta khi nghe nói đến, tuy nhiên chúng ta có thể hiểu đơn giản về mạng WSN như sau: Nó gồm một bản mạch trên đó chứa CPU (vi điều khiển ), bộ thu phát sóng radio và cảm biến có khả năng cảm nhận môi trường.
Mạng cảm nhận không dây thu thập dữ liệu môi trường ra đời đáp ứng cho nhu cầu thu thập thông tin về môi trường tại một tập hợp các điểm xác định trong một khoảng thời gian nhất định nhằm phát hiện xu hướng hay quy luật vận động của môi trường.
1.1.2. Những khó khăn trong vấn đề chọn đường và thiết kế trong mạng WSN
Phân bố nút
Tiêu thụ năng lượng
Phương pháp báo cáo số liệu
Tính không đồng nhất của nút/tuyến
Khả năng chống lỗi
Khả năng định cỡ
Tính động của mạng
Môi trường truyền dẫn
Khả năng giám sát
Kết hợp số liệu
Chất lượng dịch vụ
1.2. Giới thiệu về vi điều khiển CC1010 ứng dụng làm nút mạng WSN
Chip CC1010 là một bộ vi xử lý thích hợp cho các ứng dụng truyền nhận không dây. CC1010 được tích hợp nhiều các chức năng phục vụ cho các ứng dụng không dây như bộ truyền- nhận vô tuyến, bộ biến đổi ADC, bộ nhớ lập trình Flash, kích thước nhỏ, tiêu thụ năng lượng thấp Vì vậy CC1010 chỉ cần đến ít các thành phần phụ trợ khác để có thể trở thành một nút mạng của mạng cảm nhận không dây.
1.2.1. Đặc điểm chính
Bộ thu phát sóng sóng vô tuyến 300-1000 MHz.
Tiêu thụ dòng thấp (9.1 mA trong chế độ thu )
Có thể lập trình cho công suất đầu ra tới +10dBm
Tốc độ truyền RF có để đạt tới 76.8 kbit/s
Lõi là vi điều khiển họ 8051
Tốc độ xử lý bằng 2.5 lần vi điều khiển 8051 chuẩn
32 kB Flash, 2048 + 128 Byte SRAM
3 kênh ADC 10 bit, 4 timers / 2PWMs, 2 UARTs, RTC, Watchdog, SPI, mã hoá DES tích hợp bên trong, 26 cổng I/O
Nguồn cung cấp 2.7 – 3.6V
Cần ít thành phần ngoài, có khả năng gỡ lỗi bằng cách sử dụng chương trình dịch Keil µVision2 IDE qua cổng nối tiếp.
1.2.2. Sơ đồ chân tín hiệu
Hình 1.2.2 : Sơ đồ chân tín hiệu CC1010
1.3. Mô hình triển khai của mạng WSN
Hình 1.3. a– Mô hình triển khai của mạng cảm nhận sử dụng CC1010
Cơ chế hoạt động : WSN thu thập dữ liệu môi trường phải thực hiện 3 chức năng : thu thập dữ liệu, phân tích dữ liệu và biểu diễn dữ liệu.
1.4. Kết luận
Trong chương này đã trình bày về đặc điểm cơ bản của mạng cảm nhận không dây ứng dụng thu thập dữ liệu môi trường, những đặc tính của vi điều khiển CC1010 dùng làm nút mạng và mô hình triển khai của mạng WSN sử dụng CC1010. Trong chương 2 sẽ đi tìm hiểu về khung dữ liệu của mạng WSN và phần mềm nhúng trên nút mạng WSN.
Chương 2 : Tìm hiểu khung dữ liệu của mạng WSN và phần mềm nhúng trên nút mạng WSN.
2.1. Tìm hiểu khung dữ liệu của mạng WSN
Với mọi hệ thống mạng ( có dây / không dây ) vấn đề nắm bắt, hiểu thấu đáo khung truyền dữ liệu trên hệ thống có thể cải tiến được hiệu suất truyền - nhận dữ liệu, làm chính xác kết quả lưu trữ, xử lý về sau và dễ dàng viết phần mềm nhúng cho nút mạng WSN. Tuỳ từng mô hình triển khai, đơn bước hay đa bước, ta có thể thêm vào những trường thông tin tạo thuận lợi cho việc truyền - nhận dữ liệu. Về cơ bản, khung dữ liệu của hệ thống WSN gồm có các trường như sau:
DataLen Flags Destination pDataBuffer Status
1 byte
1 byte
1 byte
1 byte
1 byte
Trong đó,
Destination : là trường chứa địa chỉ nút nhận, 1 byte.
Flags : cờ thiết lập cho nút truyền, 1 byte
DataLen: độ dài của pDataBuffer, 1 byte
pDataBuffer: địa chỉ của dữ liệu cần truyền, 1 byte. Độ dài của pDataBuffer chính là DataLen
status: là trạng thái của nút truyền (BUSY, IDLE, TRANSMITTING, TX_STARTED)
Đây là khung dữ liệu cơ bản cho phần mềm nhúng trên nút WSN, chúng ta hoàn toàn có thể mở rộng thêm cách thức truyền, khi đó ta chỉ cần thêm vào một số trường thông tin.
Truyền dữ liệu từ Master tới EndPoint:
Định dạng dữ liệu truyền từ Master qua các chặng trung gian cho Endpoint như sau:
LEN NEXTHOP DESTADDRESS CMD CRC
1 byte
1 byte
1 byte
1 byte
2 byte
Hình 2.1.b : Định dạng dữ liệu truyền từ Master đến Endpoint
Trong đó, ý nghĩa các trường như sau:
+ LEN: chỉ độ dài gói tin, 1 byte
+ EndPoint: là nút mạng cuối cùng mà Master muốn gửi gói tin đến.
+ NEXTHOP: Địa chỉ nút kế tiếp có thể tới đích ( nút trung gian ), 1 byte.
+ DESTADDRESS: Địa chỉ của Endpoint, 1 byte.
+ CMD: Lệnh gửi cho Endpoint phải thi hành.
+ CRC: Mã vòng dư, để kiểm tra lỗi trong khi truyền- nhận dữ
liệu, 2 byte.
Định dạng dữ liệu truyền về Master
Định dạng dữ liệu của Endpoint truyền về trung tâm như sau:
LEN PARENTADDRESS DESTADDRESS CMD DATA CRC
Hình 2.1.c: Định dạng dữ liệu truyền về Master
Trong đó, ý nghĩa các trường như sau:
+ Các trường: LEN, DESTADDRESS, CMD và CRC có ý nghĩa như trên
+ PARENTADDRESS: Địa chỉ nút cha của nút hiện thời , 1 byte
+ DATA: Dữ liệu gửi, 1 byte.
2.2. Phần mềm nhúng trên nút mạng WSN
Thành phần phức tạp nhất của hệ thống là phần mềm nhúng trên bộ vi điều khiển. Phần mềm được chấp nhận rộng rãi hiện nay và trở thành hệ điều hành riêng cho các vi điều khiển trong việc xây dựng WSN là Tiny OS 2.
Hình 2.2.a: Kiến trúc chương trình nhúng sử dụng Tiny OS và vi điều khiển CC1010
Phần mềm nhúng viết cho CC1010 được viết bằng ngôn ngữ C, sử dụng các thư việc cho CC1010 do hãng CHIPCON cung cấp, chương trình được biên dịch bởi Keil µVision 2.0.
Phần mềm viết cho nút mạng WSN cần thực hiện những chức năng cơ bản sau:
Cảm nhận
Tính toán
Truyền thông
Các bước thuật toán cho phần mềm nhúng trên nút mạng
Bước 1: Khởi tạo các tham số
+ Khởi tạo RF, ADC, TIMER
+ Khởi tạo cảm biến
Bước 2: Đọc thông tin dữ liệu từ kênh gắn cảm biến (AD1)
Bước 3: Truyền dữ liệu không dây
Bước 4: Nhận dữ liệu không dây
Bước 5: Truyền thông tin về máy tính
Sơ đồ
Khởi tạo các tham số:
Khởi tạo: RF, ADC, TIMER.
Khởi tạo cảm biến nhiệt.
Đọc kênh ADC (AD1) gắn cảm biến
Truyền dữ liệu không dây
Nhận dữ liệu không dây
Truyền dữ liệu về máy tính
Hình 2.2 b: Sơ đồ giải thuật cho phần mềm nhúng trên CC1010EB
2.3. Đánh giá thực tế.
Nói chung phần mềm nhúng trên CC1010 đã chạy tốt và đáp ứng được việc thu thập dữ liệu môi trường. Vi điều khiển CC1010 có khả năng cung cấp đầy đủ nhu cầu của một nút WSN. Nó có thể thu thập dữ liệu môi trường, truyền, nhận và chuyển tiếp dữ liệu về đích.
Phần chương 2 đã đi nghiên cứu về khung dữ liệu của mạng WSN và phần mềm nhúng trên CC1010. Chương 3 sẽ thực hiện việc thu nhận dữ liệu từ trạm gốc truyền về máy tính qua cáp nối RS232, lưu trữ dữ liệu và thực hiện quảng bá tự động tập tin.
Chương 3: Viết chương trình thu nhận dữ liệu từ nút mạng WSN truyền về PC, lưu trữ thành tệp tin và thực hiện quảng bá tự động.
3.1. Thu nhận dữ liệu từ nút mạng WSN truyền về PC và thực
hiện lưu trữ thành tệp tin
Hệ thống mạng cảm nhận không dây thu thập dữ liệu môi trường rồi truyền kết quả về trạm cơ sở có kết nối máy tính. Bài toán đặt ra là, khi trạm cơ sở kết nối với máy tính qua cáp nối RS232, kết quả thu được phải hiển thị trên màn hình máy tính và được lưu trữ tự động thành tệp tin (file). Việc lưu trữ kết quả dưới dạng file giúp theo dõi tốt một quá trình và đánh giá tình trạng đối tượng được theo dõi một cách chính xác. Từ đó có thể có những giải pháp đúng đắn hay những thông báo kịp thời nhất. Tiếp theo sẽ giới thiệu một thuật toán, giúp cho việc lưu trữ một cách tự động dữ liệu nhận từ nút mạng WSN trên máy tính thành dạng tập tin.
Trong khuôn khổ luận văn nghiên cứu về nút mạng WSN kết nối với máy tính thông qua cáp nối RS232, do đó việc thu nhận dữ liệu từ nút mạng về máy tính thực hiện truyền qua giao tiếp RS232.
Qua quá trình nghiên cứu, phân tích bài toán thì tui đã lựa chọn ngôn ngữ VB (Visual Basic 6.0 ) làm ngôn ngữ để viết phần mềm này là rất thích hợp.
Như vậy một cách tổng quát rằng, phần mềm trên phải giải quyết được các vấn đề sau:
Thu nhận dữ liệu từ nút mạng WSN truyền về máy tính thông qua cáp n...

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học ©